駅の西側には南北に細長く下石野の集落が開けており、東側には田園地帯が広がっている。駅の南200メートルほどのところを三木鉄道にほぼ並行する形で県道20号が走っており、駅からは三木線のガードをくぐった後集落の中の路地を通って県道に出ることができた。駅の北すぐのところには三木市立別所小学校の下石野分校があったが、2001年（平成13年）に廃校となった。当駅と隣の宗佐駅の間はわずか500メートルほどの距離であるが、三木市と加古川市の境を越える。間には小さな山が横たわっているため三木線の線路は切り通しの中を進んでいた。
単式ホーム1面1線のみを有する地上駅。ほぼ東西に走る線路の北側に、簡単なホームを添えただけのつくりとなっている。線路は築堤の上を走っていたので地平から見るとホームは高い位置にあり、このためホームの宗佐方の端から階段が降りており、駅から外部へはこれを使う。階段を下りるとすぐに三木線のガードがあり、駅から線路をくぐって南側に行くことができた。開業以来無人駅で、駅舎はなく、ホームの上に短い上屋があるのみであった。ホーム上にはその他、公衆電話が設置されていた。
ハインリヒ・シュヴァルツ（Heinrich Schwarz、1906年6月14日 - 1947年3月20日）は、ナチス・ドイツの親衛隊（SS）の隊員。アウシュヴィッツ強制収容所のモノヴィッツ収容所の所長だった人物。最終階級は親衛隊大尉（SS-Hauptsturmführer）。
豊橋駅は東三河地区の中核都市である豊橋市の中心駅で、東海道新幹線と飯田線・名鉄名古屋本線・豊橋鉄道渥美線のほか、駅前からは東海地方唯一の路面電車となった豊橋鉄道東田本線が発着する。東海道本線は同駅から名古屋市に向かっておおむね北西方向へ進む。名鉄名古屋本線との競合区間となるが、名鉄線は東海道本線よりも内陸側を経由し、また国道1号も同線に沿って進む。豊橋駅を出ると複線の線路を共用している飯田線・名鉄名古屋本線が右隣に3kmほど並行する。豊川・豊川放水路を通過すると、両線は東海道本線から離れ平井信号場でそれぞれに分岐する。西小坂井駅・愛知御津駅辺りでは豊橋平野の田園地帯の中を進む。蒲郡市に入ると三河湾湾岸近くを進み、三河大塚駅付近にはテーマパークであるラグーナ蒲郡がある。星越山トンネルを抜けて三河三谷駅を過ぎると高架に上がり蒲郡駅。名鉄蒲郡線が左隣に並行し、蒲郡競艇場に近接する三河塩津駅を過ぎると名鉄蒲郡線と三河湾から離れ、三ヶ根山と遠望峰山に挟まれて北西方向へ。三ケ根駅・幸田駅を出ると岡崎平野をほぼ直線で北へ進み、相見駅を経て愛知環状鉄道線（旧・国鉄岡多線）が接続する岡崎駅に至る。なお、岡崎市の事実上の玄関口は名鉄名古屋本線の東岡崎駅となっている。岡崎駅を出ると、岡崎市の市街地を通らずに愛知環状鉄道線と分かれて左に曲がり、矢作川を通る。その後は西北西にほとんど直進で進み、沿線には住宅地が増える。西岡崎駅を過ぎ、名鉄西尾線と交差し安城市の中心駅・安城駅へ。その次は新幹線接続駅の三河安城駅だが、在来線側は普通のみが停車する。刈谷市に入り東刈谷駅・野田新町駅を過ぎると、名鉄三河線が接続する刈谷駅で、付近に豊田自動織機やデンソーの本社がある。刈谷駅を過ぎると工業地帯や住宅地の中を進む。逢妻駅を過ぎ逢妻川を渡ると右にカーブし、武豊線と合流して大府駅に至る。ここから岐阜駅までは、当初計画されていた中山道経由の鉄道建設のための資材運搬を目的として建設された区間であり、濃尾平野を北北西方向へ進む。左側には未成線となった南方貨物線用地が笠寺駅まで続く。共和駅を過ぎ、伊勢湾岸自動車道・名古屋第二環状自動車道をくぐる付近から名古屋市に入り、南大高駅手前から右隣に東海道新幹線が並行。大高駅を過ぎ名古屋高速3号大高線をくぐると、貨物専用の名古屋臨海鉄道東港線が分岐する笠寺駅。東海道新幹線と分かれて住宅街の中を進むと、四日市方面へ向かう国道1号（東海道）をくぐり、東海道本線はここから旧東海道ルートを外れる。続いて右側から名鉄名古屋本線、左側から名鉄常滑線が現れ、両線が複々線を構成して右隣に並行。名鉄神宮前駅の北にJRから熱田神宮への最寄り駅である熱田駅がある。名鉄線と並行して北へ進むと金山駅で、中央本線（中央西線）と名鉄線・名古屋市営地下鉄が接続し「金山総合駅」とも呼ばれている。この先名古屋駅までは隣に中央本線や名鉄線と並行するが、次の尾頭橋駅は東海道本線のみの駅で、付近にはナゴヤ球場がある。同駅を過ぎると中央本線が右側から左隣へ移り、同線の山王信号場で東海道本線支線であるJR貨物名古屋港線が合流。また東海道新幹線も並行する。名古屋高速5号万場線をくぐると貨物駅であった笹島駅の跡地横を過ぎ、左側から関西本線・あおなみ線（旧東海道本線貨物支線）・近鉄名古屋線が近づき名古屋駅に至る。同駅は1999年（平成11年）に高層ツインタワーであるJRセントラルタワーズが完成。名古屋市営地下鉄も接続し、近接する地下駅の名鉄名古屋駅・近鉄名古屋駅を含め5社局が乗り入れるターミナル駅である。